CA2178080A1

CA2178080A1 - Echangeur frigorifique, procede de commande d'un tel echangeur et installation de refrigeration comportant un tel echangeur

Info

Publication number: CA2178080A1
Application number: CA002178080A
Authority: CA
Inventors: Francois Lego
Original assignee: Individual
Current assignee: Johnson Controls Enterprises SAS
Priority date: 1993-12-02
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 1995-06-08
Also published as: DE69410823T2; FR2713320A1; WO1995015467A1; ATE166958T1; EP0730719B1; US5704221A; JPH09505879A; EP0730719A1; FR2713320B1; DE69410823D1; ES2118541T3

Abstract

Echangeur (1) frigorifique destiné à une installation frigorifique telle que chambre froide ou meuble frigorifique de vente, du type comprenant des moyens (5) de circulation d'un fluide frigorifique ou frigoporteur auxquels sont associes des moyens (6) étendus d'échange thermique; ces moyens (5, 6) étant disposés sous la forme d'une batterie ayant plusieurs nappes (7) et plusieurs rangs (8) agencés en une pluralité d'éléments (9) semblables entre eux, montés en parallèle, séparés les uns des autres par des séparations (10) assurant les fonctions d'isolation thermique et de collecte des eaux issues de dégivrage; chaque élément (9) comportant au moins une nappe (7) ainsi qu'une entrée (I l) et une sortie (12) propres appartenant aux moyens (5) de circulation, caractérisé en ce que la batterie comprend au moins trois éléments (9) ayant chacun une puissance frigorifique qui est une fraction de la puissance nominale totale de l'échangeur (1), de manière à permettre qu'à un moment donné du ' " de l'échangeur (I), un au moins des éléments (9) soit en situation de dégivrage et deux au moins des éléments (9) en situation de production de froid, les éléments (9) étant tour-a-tour en situation de dégivrage et en situation de production de froid.

Description

Wo 95/15467 2 1 7 8 0 8 0 PCTIFRg4/0l40~

FRIGORIFIQUE, PROCEDE DE ~ NnE ~'UN TEL
Er~ ~ ET TNST~T T ~TION DE REFRIGER~TION
NT UN TEL E~ P
L'invention concerne un échangeur frigorifique, un procédé de ~nt~F. d'un tel échangeur et une installation de refrigération comprenant un tel échangeur.
L~installation de réfrigération peut être une chambre f roide, une chambre de congélation ou de surgélation, un meuble frigorifique de vente ou une vitrine réfrigérée ou similaire.
Une telle installation comporte une carrosserie qui délimite une enceinte à l ' intérieur de laquelle une température donnee -basse- doit être maintenue. A cet effet, il est prévu des moyens de circulation d'àir aptes à
faire circuler, dans cette enceinte, de l'air et au moins 20 un échangeur frigorifique traversé par un fluide f rigorif ique ou f rigoporteur .
Un tel échangeur se présente habituellement sous la forme d~une batterie ayant plusieurs nappes et plusieurs Z5 rangs.
Selon le document US-A-5 031 413, la batterie est agencée en deux élements semblables entre eux, montés en paralleles, sépar~is les uns des autres par des séparations.
30 Chaque élément a son propre flux d'air et son propre ventilateur. Cette structure permet de maintenir un degré
hygrométrique satisfaisant, les evaporateurs fonctionnant toujours de façon alternée.
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) WO 95/1i467 PCT/FR94/01401

2 1 78-~180 2 Le document GB-A--2 164 133 concerne également une structure tendant à maintenir un degré hygrométrique satisfaisant dans une vitrine réfrigéree. La structure comprend deux evaporateurs montés en parallele, 1 ' un s assurant une fonction de refroi~irrl -nt, tandis que l'autre assure une fonction d'humidification.
Selon le document US-A.-4 373 353 il est décrit une installation de climatisation comportant une pluralité
10 d ' évaporateurs de manière a 4viter la surcharge du compresseur .
L ' invention vise à permettre d ' assurer le dégivrage d'un échangeur d'une installation de refrigération tout en, 15 simultanement, malntenant dans 1 ' enceinte à laquelle est associée cette installation une température dQ
réfrigeration acceptable et conforme aux exigences requises et en évitant d'avoir une puissance frigorifique Plrr~ nt~irP par rapport aux besoins.
En effet, il convient d'éviter que le dégivrage conduise a une élévation de température qui, si elle est trop importante, constitue un inconvénient notamment si les produits se trouvant dans 1 ' enceinte sont sensibles du 25 point de vue thermique.
Par ailleurs, il est souhaitable, pour des raisons d'économie, que la puissance frigorifique de l'installation n ' exede pas de trop les besoins réels .
A cet effet, l'invention propose, selon un premier aspect, un échangeur frigorifique tel qu'il a éte prPc4d -nt mentionné, dans lequel la batterie comprend au moins trois eléments ayant chacun une plli cc~nrP
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) WO95/15467 2 ~ 7 8 0 8 0 PCr/ER94/01401

3 frigorifique qui est fraction de la puissance totale nominale de l'échangeur, de manière à permettre, qu'à un moment donné du fonctionnement de 1 ' érh~nge11r, un au moins des éléments soit en situation de dégivrage et deux au 5 moins des éléments en situation de production de froid, les éléments ~tant tour à tour en situation de dégivrage et en situation de production de froid.
Selon une autre caractéristique, l'échangeur, qui 10 comporte des moyens d'échange thermique, comporte en outre des moyens de circulation d ~ air sur les moyens d ' échange thermiques agencés pour former un flux d'air commun à
l~entrée et un flux d'air commun à la sortie de la batt erie .
Selon une autre caractéristique et une variante de r~ t i nn 1 ' échangeur comprend également des moyens sélectifs de circulation ou de non-circulation d ' air sur les moyens d ' échange thermique de chaque élément de manière 20 que la circulation d'air soit autorisée pour certains éléments et interdite pour les autres.
Ces moyens sélectifs sont associés à des moyens de c,~ =n~ . La circulation d ~ air est autorisée pour les 25 éléments en situation de production de froid et interdite pour les éléments en situation de dégivrage. Des moyens de rh~l1ff~r~ des moyens d~échange thermique pour chacun des éléments sont prévus de manière à être actifs pour un élément pour lequel la circulation d ' air est interdite et 30 inactifs pour un élément par lequel la circulation d ~ air est autorisée.
Selon un deuxième aspect, 1 ' invention concerne un procédé de - -nri~ d ~ un tel échangeur dans lequel FEUILLE DE REMPLACEM ENT (REGLE 26) WO95115467 PCr/ER94/01401 21 78~80 - _ - dans un cycle donne N de fonctionnement de 1 ' échangeur, on rend operatoire deux au moins des élements pour la production de froid tandis qu'on place un au moins des élements en situation de degivrage;
- lorsque le dégivrage du ou des élément ( s ) en situation de dégivrage est terminé ou suffisant, on passe à
un autre cycle semblable N+1, dans lequel un ou des élément~s) en situation de production de froid dans le cycle N sont amenés en situation de dégivrage tandis que le ou les élément(s~ en situation de dégivrage dans le cycle N
sont amenés en situation de production de f roid .
Selon un troisieme aspect, 1 ' invention concerne une installation de réfrigération qui comprend d'une part un échangeur frigorifique, Slnrl~ par le procedé qui vient d ' etre mentionné et d ' autre part un circuit pour le f luide frigorigène ou frigoporteur, entre les sorties et les entrées des éléments de la batterie Une telle installation comporte des moyens sélectifs de circulation ou de non circulation du fluide frigorigène ou frigoporteur dans chacun des élements de la batterie de maniere que la circulatlon soit assurée pour les éléments en sLtuation de production de froid et la circulation soit interdite pour le ou les élément ( s ) en situation de dégivrage.
De tels moyens S~Sl~ctif~: comprennent des vannes ou equivalent et des moyens de commande desdites vannes.
Le circuit pour le f luide frigorigène ou frigoporteur comporte au moins pour partie plusieurs branches montées en parallèle, en nombre égal a celui des elements de la batterie, une branche par élément.
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) WO 95/15467 2 1 7 8 0 8 0 r~llr~ l ~o~

Dans un premier mode de réalisation possible, il est prevu pour partie plusieurs branches montées en parallèle et pour partie une branche unique ou un faisceau unique de plusieurs branches. Selon un autre mode de 5 réalisation, le circuit comporte sur sa totalité plusieurs branches montées en parallele.
Dans le cas d ' une installation destinee à un f luide frigorigène, il peut etre prévu un détendeur commun à
10 plusieurs éléments. Et, en particulier, un détendeur unique monté sur une branche unique du circuit.
Dans ce cas, un distributeur du fluide frigorigène est interposé entre cette branche unique en aval du 15 détendeur et la pluralité de branches en amont des moyens sélectifs de circuIation ou de non-circulation.
Les autres caractéristiques de 1 ' invention resulteront de la description qui suivra en référence aux 20 dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 est une représentation schématique et en perspective d~une partie d~installation de réfrigération selon 1 ' invention.
- La figure 2 est une vue schématique en coupe verticale d~un échangeur pour plafond de chambre froide à
température négative conforme à une variante de réalisation de 1 ' invention.
- La figure 2a est une vue similaire à la figure 2, d ' un autre mode de réalisation de cette variante .
- La figure 3 est une vue schematique en coupe d ' un distributeur a vannes int~grées pour une installation FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) WO 95115467 P~~ S 1!01~ I

2 1 ~
conforme à 1 ' invention.
- La f igure 4 est une vue en perspective d ' un mode réalisation de distributeur.
- La f igure 5 est une vue en coupe axiale selon la ligne V.V de la figure 4.
Une installation de réfrigeration conforme 10 l'invention comprend un échangeur frigorifique 1 et un circuit 2 pour le fluide frigorigène ou frigoporteur circulant dans 1 ' échangeur 1.
Une telle installation est destinée à ètre associée 15 a une enceinte de réfrigeration 3. Des moyens de circulation d ' air 4 sont aptes à mettre 1 ' air de 1 ' enceinte 3 en circulation tout en assurant son passage sur 1 ' échangeur 1. Ces moyens 4 peuvent comprendre un ventilateur 13.
Naturellement, il peut s'agir d'un autre gaz que 1 ' air .
L ' enceinte de réf rigeration 3 peut être une chambre 25 froide, une ch~more de congelation ou de surgélation, un meuble frigori~ique de vente ou une vitrine réfrigérée ou autre disposition analogue. Cette enceinte 3 peut étre amenee à une temperature de 1 ' ordre de quelques degrés celsius, par exemple typiquement de l'ordre de 2OC pour 30 1 ' application à la conservation de produits alimentaires frais (figure 1). Dans d'autres applications, la température dans 1 ' enceinte 3 peut être négative ( figure 2) .
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) WO 95115467 2 ~ 7 8 ~ ~ ~ r~llr l o~

L'echangeur frigorifique l comprend des moyens 5 de circulation d'un fluide frigorifique ou frigoporteur sous forme de tubes. Aux moyens 5 sont associes des moyens 6 d ' échange thermique surfaciquement étendus. Ces moyens 6 sont par exemple des ailettes successives, espacées les unes des autres, montées transversalement autour des tubes des moyens 5.
Les moyens 5 de circulation de f luide f rigorigène ou frigoporteur et les moyens 6 d'échange thermique sont disposes sous la forme d ~ une batterie ayant plusieurs nappes 7 et plusieurs rangs 8.
Dans la réalisation de la figure l, il est prévu cinq nappes 7a, 7b, 7c, 7d et 7e et cinq rangs 8a, 8b, 8c, 8d et 8e. Sur la figure l, les nappes 7a à 7e sont placées sensiblement horizontalement. Les rangs 8a à 8e sont placés sensiblement verticalement.
Ces nappes 7 et rangs 8 sont agencés en une pluralité d ~ éléments 9 semblables entre eux du point de vue structurel qui, ensemble forment la batterie.
Dans la réalisation de la figure l, il est prévu cinq éléments 9a, 9b, 9c, 9d, 9e qui corr~ospnn~nt chacun à
une nappe 7a, 7b, 7c, 7d et 7e. Chaque élement comprend cinq rangs 8a, 8b, 8c, 8d et 8e.
Les élements 9 sont montés en parallèle en ce qui concerne les moyens 5~ Ils forment un ensemble compact et sont séparés les uns des autres par des séparations lO. En particulier, les moyens d~echange thermique 6 sont séparés les uns des autres pour les différents éléments 9 de maniere à éviter tout pont thermique entre eux.
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) WO95/~5467 PCIIER94/01401 21 78[~80 Les séparations 10 assurent une certaine isolation thermique entre les éléments 9 Elles assurent également la collecte des eaux issues de dégivrage pour éviter que celles-ci ne passent dans un élément voisin. A cet effet, les séparations 10 peuvent se prfisenter sous la forme de plaques pleines présentant une bonne capacité d ' isolation thermique. De préference, les séparations 10 et les moyens 6 d ~ échange thermique sont depourvus de ponts thermiques entre eux.
Les séparations 10 sont disposées sensiblement horizontalement ou légerement inclinees sur 1 ' horizontale pour assurer 1 ' écoulement des eaux issues de dégivrage Bien que la figure 1 représente le cas d ' un élément comportant une nappe ~ unique, il doit être compris que 1 ' invention s ' applique au cas où chaque élément 9 comporte plusieurs nappes Afin de permettre le montage en parallèle des éléments 9, chacun d ' eux comprend une entrée 11 et une sortie 12 propres, appartenant aux moyens 5 de circulation de f luide frigorigène ou f rigoporteur La batterie 5, 6 qui vient d'etre décrite forme un tout unitaire, les éléments 9 qui la composent étant placés les uns à coté des autres.
La batterie 5, 6 comprend au moins trois éléments 9.
Chaque élément 9 a une puissance frigoriflque qui n'est qu'une fraction de la pl~;ss~nc~ nominale totale de FEUILLE D ~ REMPLACEMENT (REGLE 26) WO 95/15467 2 1 7 8 0 8 o r~,r l~ol~-l .
1~ PrllAnge~r 1.
On entend par puissance frigorique de 1 ' élément 9 la plli CCAnl~ frigorique que cet élément est apte à fournir 5 dans une situation normale de fonctionnement.
On entend par plliC~An~-e rigorifique nominale totale de 1 ' échangeur 1 la puissance qu ' a 1 ' échangeur dans une situation normale de fonctionnement. Cette situation 10 est telle que 1 ' échangeur permet alors d ' atteindre dans 1~ enceinte 3 la température souhaitée .
Ainsi, à un moment donné du fonctionnement de 1 ' échangeur 1, un au moins des éléments 9 peut étre en 15 situation de dégivrage et deux au moins des éléments 9 en situation de production de froid. Les éléments 9 sont tour à tour en situation de dégivrage et en situation de production de froid. La puissance frigorifique développée par 1 ' ensemble des éléments 9 en situation de production de 20 froid correspond à la pll; SSAn~'P frigorifique requise pour que 1 ' enceinte 3 soit à la température requise.
Dans le cas d ' une batterie 5, 6 comportant trois élements 9, chaque élément 9 est agencé pour avoir une 25 puissance égale à la moitié de la puissance normale totale de l~échangeur. ~n effet, deux éléments 9 fonctionnent ensemble .
Dans le cas ou la batterie 5, 6 comprend quatre 30 éléments 9, ceux-ci ont chacun une p-li csAnce rigorifique égale au tiers de la puissance normale totale de 1 ' échangeur.
Dans le cas de la figure 1 où il est prévu cinq FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) -WO 9S/IS467 r ~ I/r ~ i/ol l -21 7~080 éléments 9, quatre fonctionnant pour la production de froid et un en situation de dégivrage, chaque élément 9 a une puissAnce frigorifique éqale au quart de la puissance normale tot~le de lréchangeur.
S
Plus géneralement, dans le cas préférentiel d~une batterie s, 6 ayant n elements 9 dont n-1 en situation de production de froid et- un en situation de dégivrage, la puissance frlgorifique de chaque élément 9 est egale à P
n-l ou P est la pllicsAnrp frigorifique nnminAlr totale de l ' échangeur 1. Dans ce cas, chaque elément 9 est en situation de dégivrage un cycle tous les n cycles et en situation de pr~duction de froid n--1 cycles tous les n5 cycles Les moyens de circulation d ' air 4 assurent le passage de l ' air sur les moyens d ' échange thermique 6 . Ces moyens 4 sont agencés pour définir et former un flux d'air 20 qui, tant à l ' entrée qu ' à la sortie de la batterie S, 6 est commun aux differents éléments 9.
Par conséquent, le flux d'air tant ~ l~entrée qu'à
la sortie n ' est pas partagé selon les élements 9 .
Il est prévu un ou plusieurs ventilateurs 13 interposés ~;ur le flux d~air commun de la batterie S, 6, à
l ' entrée et/ou à la sortie~ Lorsqu ' il est prévu plusieurs ventilateurs ceux-ci agissent tous sur le flux d'air 3 0 commun .
Un échangeur 1 tel qu ' il vient d ! etre décrit est commandé de la manière suivante:
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) ~0 95115467 2 1 7 ~ 0 8 ~ P~ I /r~ l o~

Dans un cycle donné N de fonctionnement, on rend operatoire deux au moins des élements 9 pour la production de froid tandis qu ' on place un au moins des éléments 9 en situation de dégivrage.
s Lorsque le dégivrage du ou des éléments 9 en situation de dégivrage est terminé ou suffisant, on passe a un autre cycle semblable N+l-Dans le cycle N+l, un ou des éléments 9 en situation de production de froid dans le cycle N sont amenés en situation de dégivrage. Le ou les éléments 9 en situation de dégivrage dans le cycle N sont amenés, inversement, en situation de production de f roid .
La c~ -nrl~ de l ~ échangeur est réitérée selon ce processus, jusqu'à ce que chaque élément 9 ait été au moins une fois en situation de dégivrage.
Apres cela, le processus de I ~n~7r~ est répété.
on commande le passage d ' un cycle N au cycle suivant N+l soit par un réglage préalable de la durée de chaque cycle, soit par une ,-- -nr1f~ liée au fonctionnement 25 de l ' échangeur l ou de l ' installation qui l ' incorpore et notamment le degré de givrage des moyens d ~ échange thermique 6. Dans ce deuxième cas, les durées des cycles successifs peuvent étre différentes.
Le procédé de I ~n~ir~ qui vient d'être décrit s ' applique en régime normal lorsque l ' installation fonctionne depuis un certain temps et que un ou plusieurs éléments 9 présentent du givre sur les moyens d ' échange thermiques 6 correspondants.
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) W0 95/15467 r~llr:~"4 CI '( Le procédé de commande qui vient d' être décrit s ' applique en régime normal lorsque l ' installation fonctionne depuis un certain temps et que un ou plusieurs élements 9 présentent du givre sur les moyens d ' échange 5 thermiques 6 correspondants Au démarr4ge de L'échangeur 1, et de l'installation qui le comporte, aucun él~ment 9 ne présente du givre. Par ailleurs, la température dans l ' enceinte 3 est généralement lO plus élevée qu ' en régime normal de ~onctionnement et cela requiert une p"icsAn~,* frigorifique plus importante ou une durée de ré~rigération plus longue En outre, il n ' est pas exclu de ~ ^n~r 15 l ' échangeur 1 pour qu ' une partie seulement du nombre d'éléments 9 devant fonctionner en régime normal fonctionne a un instant ou un moment donné Tel est le cas si le besoin frigorifique est limité.
Selon l ' invention, dans un cycle de démarrage de l ' échangeur 1 et alors qu ' aucun élément 9 ne doit étre dégivré, on rend temporairement opératoire la tota~lté des éléments 9 jusqu ' à obtention d ' une temperature do~née satisfaisante pour le flux d~air en sortie de batterie 5, 6 et dans l ' enceinte 3 .
Par e~emple, dans le cas d'une batterie 5, 6 comprenant trois éléments 9, la puissance frigorifique temporairement mise en oeuvre est égale à une fois et demie la puissance nominale totale de l ' échangeur 1~
Dans le~ cas de la réalisation de la iigure 1, la puissance au démarrage est supérieure de 25 % à la puissance totale nominale de l ' échangeur 1 Plus FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) WO 9S/15467 2 1 7 8 û 8 0 PCr/PR94/01401 l3 des moyens sélectifs 14 de circulation ou de non circulation du fluide frigorigène ou frigoporteur dans chacun des eléments 9 de la batterie 5, 6.
s Ces ~oyens 14 sont tels que la circulation soit assurée pour les ~lements 9 en situation de production de froid et que la circulation soit interdite ou non assuree pour les élements 9 en situation de dégivrage.
Les moyens sélectifs 14 comprennent des vannes 15 ou equivalent et des moyens 16 de c_ ~nrlP desdites vannes 15 .
Les vannes 15 sont associees aux differents elements 9.
Les moyens sélectiis 1~ sont situés soit du coté
des entrées 11 des éléments 9 de la batterie 5, 6 soit du côté des sorties 12.
Le circuit 2 comporte au moins plusieurs branches 17 montées en parallele, en nombre egal à celui des élements 9 de la batterie 5, 6. A chaque elément 9 correspond une branche 17 Dans la réalisation de la figure 1, le circuit 2 comporte pour partie plusieurs branches 17 montées en parallele du cote des entrees 11, et une branche unique 18 du cdté des sorties 12. Dans une autre variante non 30 representée, il peut être substitué un faisceau unique de plusieurs branches à la branche unique 18.
Dans une autre variante non representee, le circuit 2 comporte sur sa totalite plusieurs branches telles que FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26~

WO9S/15467 I_l/rlvl'ClJ~l 21 78a80 1~ .
On se réfere maintenant plu5 particulièrement à la figure 1 qui concerne une installation destinée à un fluide frigorigene L' echanqeur 2 est alors un evaporateur puisqu ' il permet un changement de phase du f luide f rigorigène en phase gazeuse aux entrées 11 et en phase liquide aux sorties 12.
Dans cette r~ ;s~;on, il est prévu un détendeur unique 19 monté sur la branche 18. Ce f~l5f~n~ r 19 permet ~g;~ 1 - nt un changement de phase De llquide en amont, le fluide frigorifique passe en phase gazeuse en aval.
En aval du détendeur l9 et entre la branche unique 18 et la pluralité de branches paralleles 17 est interposé
un distributeur 20 du f luide irigorigène .
1e circuit ou echangeur 2 comprend également -en l~occurrence en amont du détenteur l9- des moyens 21 de production frigorifique aptes notamment à aspirer en basse pression le ~luide frigorigène depuis un collecteur 22 reliant Les sorties parallèles 12.
Dans le cas d'une installation destinee à un fluide ~rigoporteur, il n ' existe pas de detendeur tel que 19 et les moyens 21 tels qu ' une pompe permettent alors de mettre en circulation le fluide dans l'installation.
L'installation peut également somporter des moyens non représentes tels que sonde, horloge, calculateur ayant pour fonction de repérer le degré de givrage des eléments 9 en cours de production de froid ainsi que le degre de degivrage des eléments 9 en situation de dégivrage Ces FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) WO 95/15467 2 1 7 8 ~ 8 0 pCT~94/01401 moyens de repérage peuvent etre couples aux moyens selectiis 14 de circulation ou de non-circulation du fluide frigorigène ou frigoporteur. Le degré de givrage peut être mesuré, par exemple, par la perte de charge du flux d'air 5 dans un élement 9 entre son entrée et sa sortie. En effet, plus les moyens d ~ échange thermique 6 sont recouverts de givre, plus le passage d~air s~effectue difficilement. Il est alors prévu des moyens de mesure de cette perte de charge De la meme manière, l ' installation peut comporter des moyens de . ~ndP, non représentés, des moyens 4 de circulation d ~ air pouvant être ~alement couplés aux moyens sélectifs 14 de circulation ou de non-circulation du fluide lS frigorigène ou frigoporteur.
Enfin, l'installation peut comporter des capteurs ou détecteurs de température et/ou de débit ainsi que des moyens tels que horloge ou temporisation et, plus 20 généralement, organes de rl ~nd~ oU de réglage ou de sécurité utiles ou nécessaires au ~onctionnement de ce type d ' installation Les séparations lO assurent selon une réalisation 25 possible une certaine rétention des eaux issues de dégivrage . 3ien que cela n ' apparaisse pas dans l'application considéree comme essentiel, il s~ensuit alors que l'air en circulation peut ëtre humidifié, dans une certaine mesure, par contact avec les eaux de degivrage.
Dans une autre réalisation, au contraire, les séparations lO assurent l ~ évacuation des eaux issues de dévivrage A cet effet, les séparations lO sont inclinées sur l ~ horizontale et les eaux de dégivrage éliminées au FEUILLE DE REMPLACEMENT(REGLE 26) WO9511~467 r~l/l~l!OI'~I
21 78D80 1~ --point bas de collecte.
On a rep{ésenté sur la figure ~ par la fleche F le sens de circulation du fluide dans 1 ' echangeur 1 et le 5 circuit 2. Les qualificatifs d'amont et d'aval mentionnéS
se ré~èrent à ce sens.
Bien que le nombre d'éléments 9 ne soit pas limité, du point de vue théorique, on comprend que pour des raisons 10 constructives, il est préférable qu'il reste limite En pratique, d'excellents résultats ont été
obtenus, pour des vitrines réfrigérées ou les chambres froides, avec un nombre d'éléments 9 égal à trois, quatre lS ou cinq.
Cela permet une surp~ s~nre potentielle au demarrage, égale respectivement, a la moitié, au tlers, au quart de la puissance nominale totale de 1 ' échangeur.
Naturellement, l'invention inclut ~rAl~r?nt le cas où il est prévu plusieurs batteries telles que S, 6 montées en série ou en parallèle.
Sur la ~igure 2 est représentée une partie d'installation comprenant l'échangeur 1 et les moyens de circulation d ' air 4, destinée ~ être placée dans une partie a température ambiante négative. Par exemple, cette partie est 1 ' enceinte qui est destinée à se trouver à température négative.
La partie d ' installation considéree comprend un carter 23 fixe sur une paroi 24 qui constitue un plafond.
L ' agencement de 1 ' échangeur et de 1~ installation qui le FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26~

WO 95/15467 2 1 7 8 0 8 0 r~l/r~, ~ 1401 l7 comporte, représenté sur la figure 2, est analogue a celui de la f igure 1.
Par conséquent, seules les spécificités de la 5 figure 2 sont ici décrites.
Dans cette réalisation, l ' échangeur comprend outre les éléments constitutifs déjà décrits, des moyens 25 sélectifs de circulation ou de non circulation d ' air sur 10 les moyens d ' échange thermiques de chaque élément 9 .
Les moyens 25 sont tels que la circulation d ' air est autorisée pour certains élements 9 et interdite pour 15 d ' autres Les moyens sélectifs 25 comprennent des volets mobiles 26 ou équivalents associés ~ des moyens de commande. Ces moyens de c~ -nrlP sont notamment les moyens 16 prevus en relation avec les =moyens 14 sélectifs de 20 circulation ou de non-circulation de fluide frigorigène ou f rigoporteur .
Les moyens de cn--~n~ sont tels que les moyens sélectifs 25 sont ~u nr~PC pour que la circulation d'air 25 soit autorisée pour les éléments 9 en situation de production de froid et interdite pour les éléments 9 en situation de dégivrage.
Dans la réalisation représentée sur la figure 2, 30 l ' échangeur de l ' installation comprend en outre des moyens de chauffage 27 des moyens d'échange thermique 6. Les moyens de chauffage 27 sont associés à chacun des éléments 9 de la batterie. Ils sont également associés aux moyens de commande des moyens sélectifs 25 La commande des moyens de FEUILLE DE REMPLACEMENT(REGLE 26) WO 95/15467 PCr/~94/01401 21 780~
chauffage 27 est telle que ces moyens de chauffage 27 sont actifs (c~est-à-dire chauffants) pour un élément 9 pour lequel la circulation d'air est interdite (élément en situation de dégivrage) et sont inactifs pour un élément g s pour lequel la circulation d'air est autorisée (élément en situation de production de froid) Par conséquent, les~ moyens de chauffage 27 sont couplés, fonctionnellement, aux moyens 25 sélectifs de 10 circulation ou de non-circulation d ~ air.
Les volets mobiles 26 des moyens sélectifs 25 peuvent être montés a pivotement entre une position extrème d~ouverture et une position extreme opeosée de fermeture.
15 Sur la figure 2, ~Luatre volets 26a sont en position d~ouverture et un volet 26b en position de fermeture Préferentiellement, les volets 26 sont situés du cbté amont par rapport au sens d' écoulement général de 20 l'air représenté par la fleche D.
Une autre série de volets peut eetre disposée en aval des éléments 9, pour totalement isoler du flux d ' air le ou les eléments en dégivrage.
Selon une variante de réalisation, non représentée, les moyens sélectifs Z5 se présentent sous la forme de ventilateurs. Un ventilateur est prévu pour chaque élément 9. En fonctionnement, les ventilateurs assurent le passage 30 d~air. A l~arret, un ventilateur emp2che ou en tout cas gène le passage de 1 ' air dans 1 ' élément correspondant .
Les moyens de chau~fage 27 peuvent faire l'objet de différentes variantes de réalisation. Selon une réalisation FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26) WO 95/15467 2 1 7 8 Q 8 0 pCTl~R94/01401 possible, il s'agit de résistances chauffantes ou d~air chaud souf f lé .
Dans la réalisation illustrée par la igure 2, les 5 separations 10 comportent chacune des moyens de collecte 28 des eaux issues de dégivrage et des moyens d ' évacuation 2 9 de ces eaux sont également prévus.
La figure 2a représente un échangeur tel que celui 10 représenté sur la figure 2 avec une paroi 30 de direction verticale plutôt que horizontale pour la paroi 24.
Dans cette disposition, les moyens 4 de circulation d ' air sont placés en position supérieure tandis que les lS separations 10 sont placées en position inférieure, Les séparations 10 sont, dans cette réalisation, de direction générale verticale.
Les eaux de dégivrage tombent alors verticalement 20 et peuvent être re~ par un bac 31 ayant des moyens d ~ évacuation 32 Sur les figures 1, 3, 4 et 5 est représenté le distributeur 20 dans une réalisation o~ celui-ci integre 25 deux fonctions. La première des fonctions est de répartir le iluide frigorigene ou ~rigoporteur vers les branches parallbles 17 La seconde fonction est de permettre de couper le débit de fluide frigorigène ou rigoporteur sur chaque branche 17 indépendamment les unes des autres, Le distributeur 20 comprend une entrée 33 du fluide 1 qui communique avec une chambre de répartition 34. Cette chambre de répartition ~ n i que, a 1 ' oppose de 1~ entrée 33, avec une pluralité de sorties 35 FEUILLE DE REMPIACEMENT (REGLE 26) ~0 95/15467 PCT/~R94/01401 21 7gO80 20 Les vannes 15 sont disposées à proximité des sorties 35.
5 Les Gorties 35 sont elles-mêmes reliées aux branches 17 de 1 ' installation .
Le distributeur 20 est équipé d'electrovannes 36 dont les bobines sont mont~es sur des chemises d'induit 37, 10 et une plaque démontable 38 est solidaire desdites chemises 37. Chaque chemise 37 est ~ ée de manière étanche sur la plaque 38. Un noyau ou induit 3g mobile suivant la direction de la f lèche N est illustre en position basse sur la figure 5 et ferme ~lors la voie de la sortie du 15 distributeur quand la bobine est mise sous tension. Le noyau ou induit 39 degage le passage ou voie de sortie du fluide lorsque la bobine est mise hors tension.
La conduite prov~nant des équipements de production 20 frigorifique de 1 ' installation ~t débouchant dans la chambre 34 est de pref:érence en meta~ et brasée ou soudee sur le distributeur 20.

FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)

Claims

REVENDICATIONS

1. Installation frigorifique telle que chambre froide ou meuble frigorifique de vente, du type comprenant dans un circuit (2), des moyens (5) de circulation d'un fluide frigorigène auxquels sont associés des moyens (6) surfaciquement étendus d'échange thermique; ces moyens (5, 6) étant disposés sous la forme d'une batterie ayant plusieurs nappes (7) et plusieurs rangs (8) agencés en une pluralité d'éléments (9) semblables entre eux, montés en parallèle, séparés les uns des autres par des séparations (10) assurant les fonctions d'isolation thermique et de collecte des eaux issues de dégivrage; chaque élément comportant au moins une nappe (7) ainsi qu'une entrée (11) et une sortie (12) propres appartenant aux moyens de circulation (5), caractérisé en ce que la batterie comprend au moins trois éléments (9) ainsi qu'un détenteur unique (19) commun aux éléments (9), monté sur une branche unique (18) du circuit (2) et situé en amont de l'entrée (11) des éléments (9), tandis qu'une pluralité de branches montées en parallèle, est située en aval dudit détendeur (19); chaque élément (9) monté sur l'une des branches (17) montées en parallèle ayant une puissance frigorifique qui est une fraction de la puissance nominale totale de l'échangeur (1), de manière à permettre, qu'à un moment donné du fonctionnement de l'échangeur (1), un au moins des éléments (9) soit en situation de dégivrage et deux au moins des éléments (9) en situation de production de froid, les éléments (9) étant tour à tour en situation de dégivrage et en situation de production de froid.

2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'échangeur (1) comporte en outre des moyens de circulation d'air (4) sur les moyens d'échange thermique (6) agencés pour former un flux d'air commun à l'entrée et un flux d'air (D) commun à la sortie de la batterie.

3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de circulation d'air (4) comprennent au moins un ventilateur (13) interposé sur un flux d'air (D) commun à la batterie.

4. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments (9) de l'échangeur (1) forment un ensemble compact.

5. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les séparations ( 10) assurent aussi soit la fonction de rétention, soit la fonctiond'évacuation des eaux issues de dégivrage.

6. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'échangeur (1) comprend en outre des moyens (25) sélectifs de circulation ou de non-circulation d'air sur les moyens d'échange thermique (6) de chaque élément (9), de manière que la circulation d'air soit autorisée pour certains éléments et interdite pour d'autres, et par exemple des volets (26) mobiles ou équivalent, associés à des moyens de commande (16).

7. Installation selon la revendication 6, à température négative telle que chambre de congélation, caractérisée en ce que les moyens (25) sélectifs de circulation ou de non-circulation d'air sont agencés pour que la circulation soit autorisée pour les éléments (9) en situation de production de froid et interdite pour les éléments (9) en situation de dégivrage.

8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'échangeur (1) comprend en outre des moyens de chauffage (27) des moyens d'échange thermique (6) pour chacun des éléments (9) de la batterie associées à des moyens de commande (16) de manière à être actifs pour un élément (9) pour lequel la circulation d'air est interdite et à être inactif pour un élément (9) pour lequel la circulation d'air est autorisée.

9. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte, en aval du détendeur (19), des moyens (14) sélectifs de circulation ou de non-circulation du fluide frigorigène dans chacun des éléments (9) de la batterie demanière que la circulation soit assurée pour les éléments (9) en situation de production de froid et la circulation soit interdite pour le ou les éléments (9) en situation de dégivrage.

10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que les moyens (14) sélectifs de circulation ou de non-circulation comprennent des vannes (15) ou équivalents et des moyens (16) de commande desdites vannes, disposées en aval dudétendeur (19).

11. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit (2)comporte, au moins pour partie, plusieurs branches (17) montées en parallèle, ennombre égal à celui des éléments (9) de la batterie, une branche (17) par élément (9).

12. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'un distributeur(20) du fluide frigorigène est interposé entre le détenteur (19) et la pluralité de branches (17), en amont des moyens (14) sélectifs de circulation ou de non circulation des fluide frigorigène.

13. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce qu'elle est associée à une enceinte (3) de réfrigération, des moyens (4) de circulation d'air étant aptes à mettre l'air de l'enceinte (3) en circulation tout en assurant son passage sur les moyens d'échange thermique (6).

14. Procédé de commande d'une installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel:
- dans un cycle donné N de fonctionnement de l'échangeur (1), on rend opératoire deux au moins des éléments (9) pour la production de froid, tandis qu'on place un au moins des éléments (9) en situation de dégivrage;
- lorsque le dégivrage du ou des éléments (9) en situation de dégivrage est terminé ou suffisant, on passe à un autre cycle semblable N + 1 dans lequel un des éléments (9) en situation de production de froid dans le cycle N sont en situation de dégivrage tandis que le ou les éléments (9) en situation de dégivrage dans le cycle N
sont en situation de production de froid, tandis que durant un cycle de démarrage de l'échangeur (1) et alors qu'aucun élément (9) ne doit être dégivré, on rend temporairement opératoire la totalité des éléments (9) jusqu'à obtention d'une température donnée du flux d'air (D) en sortie, grâce à une surpuissance temporaire.

15. Procédé de commande d'une installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel:
- dans un cycle donné N de fonctionnement de l'échangeur (1), on rend opératoire deux au moins des éléments (9) pour la production de froid, tandis qu'on place un au moins des éléments (9) en situation de dégivrage;
- lorsque le dégivrage du ou des eléments (9) en situation de dégivrage est terminé ou suffisant, on passe à un autre cycle semblable N + 1 dans lequel un ou des éléments (9) en situation de production de froid dans le cycle N sont en situation de dégivrage tandis que le ou les éléments (9) en situation de dégivrage dans le cycle N
sont en situation de production de froid, et dans lequel on commande le passage d'un cycle au cycle suivant par un réglage préalable ou par une commande (16) liée aufonctionnement, notamment le degré de givrage des moyens d'échange thermique (6)par exemple mesuré par la perte de charge du flux d'air dans un élément (9) entre son entrée et sa sortie.